of x

Đồ án thiết kế Hệ thống đo nhiệt độ chỉ thị số 5 kênh (ĐHBK Hà Nội) - 2

Đăng ngày | Thể loại: | Lần tải: 0 | Lần xem: 1 | Page: 22 | FileSize: M | File type: PDF
1 lần xem

Đồ án thiết kế Hệ thống đo nhiệt độ chỉ thị số 5 kênh (ĐHBK Hà Nội) - 2. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.2.5.3.Sơ đồ nối cảm biến nhiệt độ điện trở: Rd1 R3 Rt R3 Rt Rd2 Hình 1- 11 Trên hình 1-11 các điện trở R1, R2, R3 là các điện trở có trị số thay đổi theo nhiệt độ là rất nhỏ, Rt là cảm biến điện trở đặt trong vùng cần đo nhiệt độ. Sơ đồ cầu được cấp điện bởi nguồn điện một chiều E có độ ổn định cao. Giả sử thang chia nhiệt độ của mV được chia từ 00C thì muốn kim milivon mV chỉ 00C thì điện thế ở điểm.... Cũng như các tài liệu khác được bạn đọc chia sẽ hoặc do sưu tầm lại và giới thiệu lại cho các bạn với mục đích nghiên cứu , chúng tôi không thu phí từ bạn đọc ,nếu phát hiện nội dung phi phạm bản quyền hoặc vi phạm pháp luật xin thông báo cho chúng tôi,Ngoài thư viện tài liệu này, bạn có thể tải tiểu luận miễn phí phục vụ tham khảo Có tài liệu tải về lỗi font chữ không xem được, thì do máy tính bạn không hỗ trợ font củ, bạn download các font .vntime củ về cài sẽ xem được.

https://tailieumienphi.vn/doc/do-an-thiet-ke-he-thong-do-nhiet-do-chi-thi-so-5-kenh-dhbk-ha-noi-2-6isytq.html

Nội dung

tailieumienphi xin chia sẽ tới bạn đọc tài liệu Đồ án thiết kế Hệ thống đo nhiệt độ chỉ thị số 5 kênh (ĐHBK Hà Nội) - 2.Để chia sẽ thêm cho các bạn nguồn thư viện Luận Văn - Báo Cáo,Khoa học xã hội giúp đỡ cho mình.Trân trọng kính mời đọc giả quan tâm cùng xem ,Tài liệu Đồ án thiết kế Hệ thống đo nhiệt độ chỉ thị số 5 kênh (ĐHBK Hà Nội) - 2 thuộc danh mục ,Luận Văn - Báo Cáo,Khoa học xã hội được chia sẽ bởi bạn khoahocxahoi đến học sinh/sinh viên nhằm mục đích học tập , tài liệu này đã giới thiệu vào danh mục Luận Văn - Báo Cáo,Khoa học xã hội , có tổng cộng 22 trang , thuộc định dạng .PDF, cùng thể loại còn có Luận văn kinh tế, mẫu luận văn,giáo trình kinh tế, trình bày báo cáo tốt nghiệp, kế toán tài chính ,bạn có thể download free , hãy chia sẽ cho mọi người cùng nghiên cứu . Để download file về, các bạn click chuột nút download bên dưới
TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI, ngoài ra ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP, bên cạnh đó 1, bên cạnh đó 2, kế tiếp là 5, nói thêm 3, ngoài ra Sơ đồ nối cảm biến nhiệt độ điện trở:, bên cạnh đó Rd1 R3 Rt R3 Rt Rd2, nói thêm là Hình 1- 11 Trên hình 1-11 những điện trở R1, R2, R3 là những điện trở có trị số đổi thay theo nhiệt độ là rất nhỏ, Rt là cảm biến điện trở đặt trong vùng cần đo nhiệt độ, nói thêm là Sơ đồ cầu được cấp điện bởi nguồn điện một chiều E có độ ổn định cao, kế tiếp là Giả sử thang chia nhiệt độ của mV được chia từ 00C thì muốn kim milivon mV chỉ 00C thì điện thế ở điểm, cho biết thêm TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1, thêm nữa 2, bên cạnh đó 5, kế tiếp là 3, bên cạnh đó Sơ đồ nối cảm biến nhiệt độ điện trở: R1 R2 R1 R2 Rd1 R3 Rt R3 Rt Rd2 Hình 1- 11 Trên hình 1-11 những điện trở R1, R2, R3 là những điện trở có trị số đổi thay theo, bên cạnh đó nhiệt độ là rất nhỏ, Rt là cảm biến điện trở đặt trong vùng cần đo nhiệt độ, nói thêm là Sơ, kế tiếp là đồ cầu được cấp điện bởi nguồn điện một chiều E có độ ổn định cao, kế tiếp là Giả sử thang chia nhiệt độ của mV được chia từ 00C thì muốn kim milivon -, cho biết thêm mV chỉ 00C thì điện thế ở điểm 1 và điện thế ở điểm 2 trên sơ đồ phải bằng, bên cạnh đó nhau, kế tiếp là Có nghĩa : E, thêm nữa R 3 E, tiếp theo là Rto = R1 + R 3 R 2 + Rto và E, tiếp theo là Rto E, ngoài ra R 3 U1-2 = - =0 R 2 + Rto R1 + R 3,còn cho biết thêm Nếu
  1. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.2.5.3.Sơ đồ nối cảm biến nhiệt độ điện trở: R1 R2 R1 R2 Rd1 R3 Rt R3 Rt Rd2 Hình 1- 11 Trên hình 1-11 các điện trở R1, R2, R3 là các điện trở có trị số thay đổi theo nhiệt độ là rất nhỏ, Rt là cảm biến điện trở đặt trong vùng cần đo nhiệt độ. Sơ đồ cầu được cấp điện bởi nguồn điện một chiều E có độ ổn định cao. Giả sử thang chia nhiệt độ của mV được chia từ 00C thì muốn kim milivon - mV chỉ 00C thì điện thế ở điểm 1 và điện thế ở điểm 2 trên sơ đồ phải bằng nhau. Có nghĩa : E.R 3 E.Rto = R1 + R 3 R 2 + Rto và E.Rto E.R 3 U1-2 = - =0 R 2 + Rto R1 + R 3 Nếu chọn R1= R2 và R3 = Rto; với Rto là trị số của cảm biến điện trở ở nhiệt độ 00C. Vậy có thể viết theo : Rto − R 3 Rto − Rto U1-2 = E =E =0 R 2 + Rto R 2 + Rto Khi nhiệt độ khác 00C thì có biểu thức tính điện áp theo điện trở của cảm biến là: Rt − Rto U1-2 = E R 2 + Rt 23
  2. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khi dẫn tín hiệu đi xa và tránh ảnh hưởng của điện trở dây dẫn theo nhiệt độ tới phép đo, thì nối dây như sơ đồ hình 1-11b ; do nhánh cầu đều được thêm vào điện trở dây dẫn Rd1,Rd2 nên điện thế tại điểm 2 trên sơ đồ phản ánh đúng điện thế gây ra do nhiệt độ của cảm biến Rt. 1.2.5 Hoả kế: Tất cả các vật thể là nguồn nhiệt đều phát ra các bức xạ nhiệt. Ví dụ vật thể có nhiệt độ 6000C thì phát ra tia hồng ngoại có bước sóng λ = (0,75÷400)μm. Mắt con người chỉ nhìn được sóng ánh sáng λ = (0,40÷0,75)μm. Các bức xạ có λ < 0,4 μm ta cũng không nhìn thấy chngs là tia tử ngoại, đó là tia ronghen và tia Gâm. 1.2.5.1 Hoả kế quang học Trên hình 1-12 là sơ đồ nguyên tắc của hoả kế quang học. Nguyên tắc làm việc của hoả kế quang học là dựa trên sự so sánh mức độ sáng chói của vật nóng và dây tóc bóng đèn nung đỏ giữa mắt người quan sát và vật đo; Khi so sánh mức độ sáng của dây tóc bóng đèn với nguồn nhiệt cần đo bằng nhau thì đọc chỉ số của milivôn kế, Milivôn kế đã được khắc theo thang nhiệt độ, điện áp rơi trên đèn tương ứng với nhiệt độ của vật cần đo. 1 8 2 3 49 7 -+ Hình 1- 12 – Sơ đồ nguyên lý hoả kế quang học 1- Thấu kính đo (vật kính) 2- Đèn nung đỏ và dây tóc 3- Thấu kính mắt (thị kính) 4- Kính lọc 24
  3. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5- Nguồn điện 1 chiều 6- Điện trở điều chỉnh độ sáng của bóng đèn 7- Mini vôn kế 8- Kính lọc. Ưu điểm của hoả kế quang học là đo gián tiếp, dải đo rộng, dễ điều chỉnh và sử dụng. Nhược điểm là phụ thuộc vào kinh nghiệm người quan sát. Hiện nay hoả kế quang học dùng đo nhiệt độ từ 8000C ÷ 60000C, có nhiều loại với phạm vi dải đo khác nhau. Cấp chính xác của hoả kế quang học là từ 1,5÷4,0 1.2.5.2 Hoả kế bức xạ: Hoả kế bức xạ làm việc trên cơ sở năng lượng của tia phát ra của nguồn nhiệt. Đây là dụng cụ đo nhiệt không tiếp xúc. Hoả kế bức xạ gồm có hệ thống quang học như gương, thấu kính, dùng để thu các tia do vật phát ra và hội tụ lại trên vật đen. Để đo nhiệt độ của vật đen người ta sử dụng các bộ cặp nhiệt điện mắc nối tiếp với nhau. Cặp nhiệt điện có thể là crom-copen. Để đo sức điện động của các cặp nhiệt độ có thể dùng milivon kế hoặc điện thế kế đã được chia thang đo theo nhiệt độ. 1 3 4 5 2 2 0 C Hình – 13 Sơ đồ nguyên lý hoả kế bức xạ kiểu Pπ 1- Vật kính (thấu kính đo) 2- Thị kính 3- Lá tiết lưu 4- Bộ cặp nhiệt điện 5- Kính màu bảo vệ mắt Trên hình 1-13 là sơ đồ nguyên lý hoả kế bức xạ kiểu PM, bộ cặp nhiệt điện có 4 cặp nhiệt điện mắc nối tiếp. Dải nhiệt độ làm việc là 25
  4. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 9000C ÷18000C. Sai số không vượt quá 4 ÷8%.Nhược điểm của loại hoả kế này là khó kiểm tra. Độ chính xác không cao. 26
  5. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN 2 SƠ ĐỒ KHỐI VÀ NGUYÊN TẮC LÀM VIỆC CỦA CÁC PHẦN TỬ TRONG SƠ ĐỒ KHỐI 2.1. SƠ ĐỒ KHỐI - CHỨC NĂNG CỦA TỪNG KHỐI 2.1.1 Sơ đồ khối : Từ nhiệm vụ của đề tài thiết kế, có sơ đồ khối của hệ thống đo và điều khiển nhiệt độ 5 kênh như hình vẽ: kè hi kè hi kè hi kè hi kè hi c Ø th hÞ t− n tù- sè ¬g c u Ón v hy μ k u h® i h Õc ¹ c mb ¶ iÕn n ík h h ªn kè hi kè hi kè hi sos¸ h n t¹ x n n Þp o ug h c Êph n h μh kè hi n u nc g å Êp 220v Hình 2-1 Sơ đồ khối hệ thống đo nhiệt độ 2.1.2 Chức năng của từng khối: 27
  6. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.1.2.1 Khối Cảm biến: Đây là bộ phận cảm biến nhiệt (biến tín hiệu không điện thành tín hiệu điện). 2.1.2.2 Khối khuyếch đại trung gian Bộ phận này có nhiệm vụ khuyếch đại tín hiệu từ Sensor. 2.1.2.3 Khối so sánh. Khối này có nhiệm vụ so sánh tín hiệu vào (tín hiệu đo) với tín hiệu cố định (tín hiệu đặt) để cho ra khối chấp hành. 2.1.2.4 Khối chuyển kênh: Khối này có nhiệm vụ cho phép từng kênh đọc một. Khi xong chuyển kênh khác và báo kênh nào đang đọc. 2.1.2.5 Khối xung nhịp Khối này có nhiệm vụ tạo ra tín hiệu điều khiển khối chuyển kênh . 2.1.2.6 Khối tương tự số : A/D Khối Analog(tín hiệu liên tục) sang Digital (tín hiệu số) có nhiệm vụ là phân tín hiệu tương tự cần đo mã hoá tín hiệu này và đưa sang chỉ thị số. 2.1.2.7 Khối chỉ thị Khối này có nhiệm vụ đọc tín hiệu và hiển thị số liệu đo, khối kênh nào đo. 2.1.2.8 Khối nguồn Khối này có nhiệm vụ cung cấp điện áp (nguồn nuôi) cho tất cả các khối trên và tạo ra nguồn luôn ổn định. 2.1.2.9 Khối chấp hành Khối này có nhiệm vụ báo hiệu, cảnh báo khi nhiệt độ đo vượt quá nhiệt độ đặt 28
  7. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.2. GIỚI THIỆU TỪNG PHẦN TỬ TRONG SƠ ĐỒ KHỐI 2.2.1 Khối cảm biến 2.2.1.1 Chọn khối cảm biến Qua một vài phương pháp đo nhiệt độ ta thấy đo nhiệt độ bằng nhiệt điện trở là hiệu quả bởi vì: Dải đo không lớn (00C ÷ 1000C) - - Sai số nhỏ - Đơn giản, gọn nhẹ, dễ hiểu - Độ nhạy cao - Tính lặp lại cao. 2.2.1.2 Thiết kế cảm biến: • Nhiệm vụ thiết kế: - Tạo điện áp biến thiên tuyến tính với nhiệt độ - 5 khối cảm biến này có chỉ số giống nhau - Thông tin (tín hiệu) phản ánh nhiệt độ được truyền tuần tự, liên tục (chính xác) theo thời gian. Thiết kế: Với yêu cầu trên ta chọn sơ đồ cầu như hình vẽ: R1 Rt Ung UC R2 R3 Hình 2-2 29
  8. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Chọn R1, R2, R3 ít thay đổi theo nhiệt độ (không thay đổi theo nhiệt độ).Thông thường trong kỹ thuật dùng điện trở bằng đồng có hệ số điện trở thay đổi là: α = 0,004/00C Rt = R0[1 + α(t0 − t00)](1) Với R0 là điện trở cảm biến nhiệt điện ở nhiệt độ t0 Rt là điện trở cảm biến nhiệt điện ở nhiệt độ t Ta có : E E Υcầu= Rt − R1 (2) R 3 + Rt R1 + R 2 Thay phương trình (1) vào (2) ta có : E.R 0[1 + α .( t 0 − t 0 0 )] E Υcầu = − R1(3) R1 + R 2 R 3 + R 0 + R 0[1 + α .( t − t 0 )] 0 0 ở (3) ta thấy tuyến tính khi : E R1, E, R0, R2, R3 là hằng số R1 + R 2 Và nếu ta chọn R1= R0 với R0 là điện trở của biến ở t00 = 00C R2 = R3 và R2,R3 >> R1,R0 ⇒ thì ta bỏ qua được R0α(t0 − t00) Lúc này ta có được phương trình (3) mới Υcầu = E.R0 1 + α .( t − t 0 ) − 1 0 0 R0 + R2 R2 + R0 E.R 0. α .( t 0 + t 0 0 ) E.R. α .t 0 = = R2 + R0 R2 + R0 E.R1. α .t 0 E.R1. α .t 0 = = R1 + R 2 R1 + R 3 Khi xét (t00=00C) Với cách chọn này Υcầu= 0 khi nhiệt độ là 00C. Khi tăng nhiệt độ trong dải (00C ÷1000C) là tuyến tính và tạo ra tín hiệu liên tục. 2.2.2 Khối khuyếch đại trung gian Khối khuyếch đại trung gian gồm năm bộ khuyếch đại thuật toán đo lường tuyến tính. ở đây ta sử dụng IC tuyến tính TL084 là loại IC dùng trong công nghiệp, có nguồn nuôi là (+12V) và (−12V). IC này có khả năng chống nhiễm 30
  9. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP cao, có mạch chống trôi điểm 0 do nhiệt độ công suất tiêu tán định mức 680mV, tốc độ tăng áp 13C/1μ, nhiệt độ làm việc −2500C ÷850C. Như vậy dùng 5 IC TL084. 14 13 12 11 10 9 8 -12V 0A 0A TL084 1 2 3 4 5 6 7 Hình 2.3 Sơ đồ chân IC TL084 ở sơ đồ này chống nhiễm đồng pha: Ur = k.Ucầu (5) với k = k1.k2 R1 + R 3 k1 = 1 + R2 R5 k2 = − R4 ở công thức (5) ta muốn thay đổi hệ số khuyếch đại phù hợp thì ta điều chỉnh điện trở R2 sao cho phù hợp. 31
  10. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP r6 r4 A1 r8 r1 A3 U r2 ng U c r3 r5 r7 A2 Hình 2.4 Sơ đồ nối thành khuyếch đại đo lường IC TL084 2.2.3 Khối tạo xung điều khiển vcc 4 8 5k 2v R1 5 7 3 cc T R R2 & OA1 6 R3 5k S2 2 S & OA2 3 S1 1v 3 cc 5k 1 Hình 2.5 Cấu tạo IC 555 2.2.3.1 Cấu tạo khối xung điều khiển (555) 1- Cấu phân áp gồm 3 điện trở 5 kΩ nối từ nguồn xuống mass cho ra 2 điện áp chuẩn là 1/3Vcc và 2/3 Vcc 2- OA1 –AMP là mạch khuếch đại so sánh có ngõ vào không đảo nhận điện áp chuẩn 2/3Vcc, còn ngõ vào đảo thì nối ra ngoài chân 6. Tuỳ thuộc điện áp chân 6 so với điện áp chuẩn 2/3Vcc mà OA1 có điện áp ra ở mức cao hay thấp để làm tín hiệu R2, điều khiển bộ và đảo 32
  11. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3- OA2 – AMP là mạch khuếch đại so sánh có ngõ vào đảo nhận điện áp chuẩn 1/3 Vcc, còn ngõ vào không đảo thì nối ra ngoài chân 2. 4- Hai bộ Và- Đảo của R và S có biểu thức logíc như sau : R = R1.R2.R3 S =S1.S2 5- Tranzitor T là tranzitor có cực để hở, nối ra chân 7 2.2.3.1 Nguyên lý làm việc của TIMER 555 : - Khi mới đóng điện (chân 4, 8) tụ C bắt đầu nạp điện từ 0V. OA1 có Vi+ > Vi- nên ngõ ra V01 ở mức cao (H), (P2 = H) OA2 có Vi+ < Vi- nên ngõ ra V02 ở mức thấp (L), (S1 = L) Do S = S1.S2 ⇒ S = H (mức cao) → chân ra (3) ở mức cao, hay Ura ≈ Unguồn S2 = L Mặt khác cùng thời điểm này do S = H (mức cao) → R3 = S = H (mức cao) R = R1.R2.R3 R3 = H → R = L (mức thấp) R2 = H R1 = H (chân 4 nối với nguồn) Cực B của Tranzitor T ở mức thấp hay T bị khoá Tụ nạp điện theo mạch “ Vcc – RA – D – C – Vcc’’ , có hằng số : tn = 0,693RA.C (khi xả Diod phân cực thuận nên dòng điện không qua RB và hằng số thời gian nạp và xả của tụ không tính đến điện trở của Diod là do điện trở này rất nhỏ so với RA, RB và được cân bằng với điện trở thuận của tranzitor T khi tụ xả) Khi điện áp trên tụ : U6;2≥ 1/3 UN (điện áp chân 2; 6) khi đó OA2 lật trạng thái. OA2 có Vi+ > Vi- → V0 = H (mức cao) Nhưng mức này do OA1 chưa thay đổi do điện áp trên tụ vẫn nhỏ hơn 2/3 UN → R = L (mức thấp) S vẫn ở mức cao, tức là tụ vẫn nạp bình thường. Khi điện áp trên tụ bằng 2/3 UN thì OA1 lật trạng thái, tức là Vi+ < Vi- R2 = L 33
  12. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP → V0= L Do biểu thức logic ở trên nên ta có R = H (mức cao) Lúc này do R = H = S2 → S = L chân ra 3 có điện áp = 0 (mức thấp) S1 = H đồng thời do R= B = H (mức cao), nên tranzito T được mở thông. Tụ không được nạp điện và chuyển sang xả điện vào chân 7 qua T ra chân 1 nối đất, tụ xả theo hằng số thời gian : tX = 0,693RBC. Tụ xả đến khi điện áp trên tụ nhỏ hơn 2/3 UN tìh OA1 đổi lại trạng thái cứtc là có V0 = H (mức cao). R2 = H nhưng do lúc này OA2 chưa đổi trạng thái nên chân 3 vẫn ở mức thấp và T vẫn mở thông nên tụ vẫn xả. Tụ xả đến khi điện áp trên tụ nhỏ hơn 1/3 UN thì OA2 đổi lại trạng thái ban đầu, có V0 = 0 S1 = 0 theo biểu thức logic (2) có S = H (mức cao), nên chân ra 3 của 555 ở mức cao tức là Ur ≈ Un Đồng thời : R = 0 do R1 = 1 = S R2 = 1 R3 = 1 T khoá và tụ lại bắt đầu nạp và quá trình nạp được lặp lại như trên Có một điều khác từ chu kỳ thứ 2 trở đi là tụ được nạp điện từ 1/3 → 2/3 UN mà không nạp từ 0 như ban đầu. + Vcc RA I 4 8 n¹p UR 7 I x¶ 555 RB 3 D 6 2 1 5 C1 C2 34
  13. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP UC 2v 3 cc 1v 3 cc t t1 t3 t4 t2 T k® TX T T N X T CK U t G i¶ n ® å x u n g 2.2.4 Khối nguồn: - Một máy biến áp: với sơ cấp lấy điện 220V, f = 50Hz. Thứ cấp chia làm hai cuộn có một điểm chung. Đây là biến áp trung tính. - 4 diod tạo thành chỉnh lưu Dùng IC ổn áp 7812, 7912 tạo ra nguồn E1 = ± 12Vvà dùng IC ổn áp 7805, - 7905 tạo ra nguồn E2 = ± 5V. - Dùng 4 tụ hoá để lọc 35
  14. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP A - E1 (-12v) 2 ap 3 7905 7912 - E2 (-5v) d1 d2 1 c3 c1 c2 c4 2 d4 d3 7805 7812 B 1 3 E2 (5v) E1 (12v) LA 7812 LA 7912 1 3 3 1 - 12V +12V 2 +12 - + 35V 2 -12 - 35V 2.2.5 Khối chỉ thị: Khối chỉ thị gồm hai bộ phận: - bộ phận thứ nhất chỉ nhiệt độ - bộ phận thứ hai chỉ kênh đang đọc số liệu đo. Bộ phận thứ nhất dùng 4 LED 7 thanh HD113 để chỉ: phần thập phân, hàng đơn vị, hàng chục, hàng trăm. Bộ phận thứ hai : sử dụng 1 LED 7 thanh HD113 để cho biết kênh nào đang hoạt động(kênh phát tín hiệu). Hệ cơ số đếm thập phân của tín hiệu đo đã được số hoá qua khối biến đổi tương tự số (ICL7107) A 36
  15. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP a A 2.2.6 Khối so sánh tín hiệu Khâu so sánh tín hiệu thường dùng khuyếch đại thuật toán ky hiệu OA (+) U+ là cổng vào không đảo dấu OA có hai cổng vào - (+) U- là cổng vào đảo dấu S cổng ra - M là điểm nối đất của sơ đồ, là điểm chuẩn để đo điện thế của các điểm - khác nhau trong sơ đồ Vp+, Vp- là nguồn nuôi OA - U- Vp+ S Vp- U+ M 37
  16. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.2.7 Khối tương tự – số (A/D ) Để hiển thị nhiệt độ làm việc ta đưa điện áp đến một khâu hiển thị số và chuyển đổi tương tự sang số, kết hợp với bộ giải mã để cho ra ở đầu ra là mã 7 thanh 1 digital tương thích với hiển thị LED. Có thể sử dụng trực tiếp vi mạch 3 2 7107 như một milivonmet với giá trị tối đa đo được là ±199,9 (mv). Nguồn cấp cho vi mạch là ±5 (V) a. Cấu tạo của IC 7107 1 Chân 2 đến 25 là các chân ra điều khiển bộ chỉ thị số 7 thanh 3 2 digital. Trong đó chân 20 là chân Polarty (phân cực tính âm, dương) 1 40 OSC1 của bộ chỉ thị, chân 21 là chân nối d(x1) OSC2 2 39 c(x1) OSC 3 3 38 đất, chân số 1 nối với nguồn +5(V) b(x1) Test 4 37 a(x1) Ref Hi gh Chân 26: nối với nguồn - 5(V) 5 36 f(x1) Re f l ow 6 35 Chân 27: có tác dụng là mạch g(x1) Ref 7 34 e(x1) Ca pa ct or 8 33 tích phân IC 7107 e(x1) C omm on 9 32 Chân 28: có tác dụng như bộ L c(x10) +Input 10 31 b(x10) -Input 11 30 đệm a(x10) Outoze ro 12 29 Chân 29: tự động điều chỉnh f(x10) Buffer 13 28 e(x10) Int egrat or 14 27 về o d(100) -5(V) 15 26 Chân 30, 31: điện áp so sánh b(100) g(x100) 16 25 f(100) c (x100) 17 24 (điện áp đo: chân 30 là cực (-), chan e(100) g(x100) 18 23 31 là cực (+) a/ b(100) a (x100) 19 22 POLARITY(-) Digit al _GND 20 21 Chân 32: là chân chung (comon) của nguồn điện và xung. Hình 4.7. Sơ đồ chân vi mạch 7107 Chân 33: bộ tích luỹ điện dung tụ điện Chân 34: lấy lại chuẩn (Ref: Reference) Chân 35: Ireflow: lấy lại chuẩn mức thấp Chân 36: Refhigh: lấy lại chuẩn mức cao 38
  17. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chân 37: Test : kiểm tra đèn tín hiệu hiển thị Chân 38: OSC3 Chân 39: OSC2 các chân của bộ dao động: Oscicator Chân 40: OSC1 * Sơ đồ hoạt động 21 20 22 19 23 18 24 17 25 16 -5V 26 15 0,22 μF 27 14 47kΩ 28 13 C¸c ®Ç u ra cña IC 0,47 μF ICL 7107 29 12 30 11 0,01 μF 31 19 1M Ω 32 9 33 8 0,1 μF 34 7 35 6 1k Ω 36 5 37 4 1 00 pF 38 3 100k Ω 39 2 40 +5(V) 1 1k Ω Hình 4.8. Sơ đồ hoạt động của ICL7107 39
  18. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.2.8 Khối chuyển và nhớ kênh 2.2.8.1 khối chuyển kênh Nhiệm vụ của khối chuyển kênh là nhận tín hiệu từ 5 kênh tới. Sau đó sẽ chỉ thị đo lần lượt từng kênh một (từ sensor 1, sensor 2, sensor3, sensor4, sensor 5) và chỉ thị cho biết kênh nào đang đọc và đo nhiệt độ sensor của kênh đó. Việc chuyển kênh có thể được thực hiện theo nhiều cách, nhưng tổng quát có thể chia ra làm 2 cách là dùng mạch có tiếp điển (điều khiển bằng cơ) và dùng mạch không tiếp điển, hiện nay với dùng phổ biến là mạch không tiếp điểm với lý do là mạch có tiếp điểm có + tuổi thọ không cao do sự đóng mở các tiếp điểm nên có sự hao mòn về điện hồ quang và về cơ khí. + Không đáp ứng được yêu cầu cầu các hệ tác động nhanh. + Kích thước và không gian chiếm chỗ khá lớn, hệ thống điều khiển phức tạp, cồng kềnh và kém tin cậy... Bên cạnh đó thì dùng mạch không tiếp điểm có rất nhiều ưu điểm là + Có thể tác động nhanh + Kích thước nhỏ, dễ điều khiển + Độ tin cậy cao... Với những lý do đó ta chọn cách dùng mạch không tiếp điểm Dùng IC 4051B là (loại HEF4051B của Nhật) IC HEF4051B bao gồm mạch đa hợp/ giải đa hợp với 3 ngõ vào cho - phép (A0 ÷A2),một ngõ vào cho phép hoạt động mức thấp (E), tám ngõ vào/ra độc lập và một ngõ vào/ra chung (Z). IC gồm tám khoá hai chiều, một phía được nối với các ngõ vào/ra độc - lập(Y0÷Y7), phía còn lại được nối với ngõ chung (Z) Khi chân (E) = L, khoá chọn các trạng thái bởi các chân từ A0÷A2. - Khi chân E = H, khoá ở trạng thái trở kháng cao, độc lập với A0÷A2. VDD và VSS là chân cấp nguồn, dải điện áp giữa VDDvà VSS từ 3 ÷ 15V - Tín hiệu Analog vào/ra (Y0÷Y7 và Z) có thể dao động giữa VDD và VSS . Giá trị VDD−VSS không vượt quá 15V Trong trường hợp hoạt động như một bộ đa hợp/giải đa hợp dạng số - 40
  19. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ( Digital Multiplexer/Demultiplexer), VEE được nối với VSS(thường là nối Mass) + Ta cần 2 IC HEF4051B • 1- HEF4051B có nhiệm vụ đọc số liệu đo của các kênh • 2- HEF4051B có nhiệm vụ đọc kênh đang đọc số liệu đo nhiệt độ ở kênh đó 16 v dd 15 y2 14 y1 13 y 0 10 a 1 12 y3 11 a 0 9 a2 h ef 4051 b vss vee 7 y7 4 y5 5 e y4 1 y6 2 z 3 8 6 Ta có bảng trạng thái Đầu Vào Đầu Ra 41
  20. TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nối E A2 A1 A0 L L L L Y0 – Z L L L H Y1 – Z L L H L Y2 – Z L L H H Y3 – Z L H L L Y4- Z ... ... ... ... ... H X X X Không nối Nhiệm vụ các chân: - Y0 – Y9 : Các ngõ vào / ra - A0 – A2 : Các ngõ vào địa chỉ - E : Ngõ vào cho phép, tác động mức thấp -Z : Chân chung vào / ra 2.2.8.2 Khối Điều khiển tuần tự (Khối nhớ kênh) Ta sử dụng loại IC số HEF 4017B - Giới thiệu chung : IC HEF 4017 B là IC đếm thập phân. Bộ đếm sẽ hoạt động đếm lên hoặc khi chân CP0 chuyển mức thấp lên cao trong khi chân CP1 ở mức thấp hoặc ngược lại. Khi chân MR = L, bộ đếm được reset về 0, lúc này bộ đếm không lệ thuộc vào trạng thái của xung clock đưa vào. 42
514912

Sponsor Documents


Tài liệu liên quan


Xem thêm